Воски представляют собой разнообразный класс органических соединений, которые являются липофильными, пластичными твердыми веществами при температурах окружающей среды. Они включают высшие алканы и липиды, обычно с точками плавления выше примерно 40 ° C (104 ° F), плавление дает низкую вязкость жидкости. Воски нерастворимы в воде, но растворимы в органических неполярных растворителях. Природные воски разных типов производятся растениями и животными и встречаются в нефти.
Воски - это органические соединения, углеводороды, которые обычно состоят из длинных алифатических алкильных цепей, хотя также могут присутствовать ароматические соединения. Природные воски могут содержать ненасыщенные связи и включать различные функциональные группы, такие как жирные кислоты, первичные и вторичные спирты, кетоны, альдегиды и сложные эфиры жирных кислот . Синтетические воски часто состоят из гомологической серии длинноцепочечных алифатических углеводородов (алканов или парафинов), в которых отсутствуют функциональные группы.
Воски синтезируются многими растениями и животными. Сложные эфиры животного происхождения обычно состоят из сложных эфиров восков, полученных из различных жирных кислот и карбоновых спиртов. В восках растительного происхождения характерные смеси неэтерифицированных углеводородов могут преобладать над сложными эфирами. Состав зависит не только от вида, но и от географического положения организма.
Наиболее известным животным воском является пчелиный воск, который используется для создания сот медоносных пчел, но другие насекомые также выделяют воски. Основным компонентом пчелиного воска является мирицилпальмитат, который представляет собой сложный эфир триаконтанола и пальмитиновой кислоты. Температура плавления 62-65 ° C. Спермацет в больших количествах содержится в масле головы кашалота. Одним из его основных компонентов является цетилпальмитат, другой сложный эфир жирной кислоты и жирного спирта. Ланолин представляет собой воск, полученный из шерсти, состоящий из сложных эфиров стеринов.
Растения выделяют воск в и на поверхности своих кутикулы как способ контролировать испарение, смачиваемость и гидратацию. эпикутикулярные воски растений представляют собой смеси замещенных длинноцепочечных алифатических углеводородов, содержащие алканы, сложные алкиловые эфиры, жирные кислоты, первичные и вторичные спирты, диолы, кетоны и альдегиды. С коммерческой точки зрения наиболее важным растительным воском является карнаубский воск, твердый воск, полученный из бразильской пальмы Copernicia prunifera. Содержащий сложный эфир мирицилцеротат, он имеет множество применений, таких как кондитерские изделия и другие покрытия для пищевых продуктов, полироль для автомобилей и мебели, покрытие зубной нитью и воск для досок. Другие более специализированные воски растительного происхождения включают масло жожоба, воск канделильи и воск урикури.
Воски или масла растительного и животного происхождения могут подвергаться селективным химическим модификациям для получения восков с более желательными свойствами, чем те, которые доступны в немодифицированном исходном материале. Этот подход основан на подходах зеленой химии, включая метатезис олефинов и ферментативные реакции, и может использоваться для производства восков из недорогих исходных материалов, таких как растительные масла.
Хотя многие натуральные воски содержат сложные эфиры парафиновые воски представляют собой углеводороды, смеси алканов обычно в гомологичном ряду длин цепей. Эти материалы представляют собой значительную долю нефти. Их очищают вакуумной перегонкой. Парафиновые воски представляют собой смеси насыщенных н- и изоалканов, нафтенов и алкил- и нафтензамещенных ароматических соединений. Типичный химический состав алкан-парафинового воска включает углеводороды с общей формулой C nH2n + 2, такие как гентриаконтан, C 31H64. Степень разветвления имеет важное влияние на свойства. Микрокристаллический воск представляет собой воск на нефтяной основе с меньшим объемом добычи, который содержит более высокий процент изопарафиновых (разветвленных) углеводородов и нафтеновых углеводородов.
Ежегодно производятся миллионы тонн парафиновых восков. Они используются в пищевых продуктах (например, в жевательной резинке и сырной упаковке), в свечах и косметике, в качестве антипригарных и гидроизоляционных покрытий, а также в полиролях.
Монтанский воск - это окаменелый воск, извлеченный из угля и лигнита. Он очень твердый, что отражает высокую концентрацию насыщенных жирных кислот и спиртов. Хотя они темно-коричневые и имеют запах, их можно очищать и отбеливать, чтобы получить коммерчески полезные продукты.
По состоянию на 1995 год потреблялось около 200 миллионов килограммов в год.
Полиэтиленовые воски производятся одним из трех способов: 1- прямая полимеризация этилен (также может включать сомономеры); 2- термическое разложение высокомолекулярной полиэтиленовой смолы; 3 - извлечение низкомолекулярных фракций при производстве высокомолекулярных смол.
Каждая технология производства позволяет получать продукты с немного разными свойствами. Ключевыми свойствами низкомолекулярных полиэтиленовых восков являются вязкость, плотность и температура плавления.
Полиэтиленовые воски, полученные путем разложения или извлечения из потоков полиэтиленовой смолы, содержат материалы с очень низкой молекулярной массой, которые необходимо удалять, чтобы предотвратить улетучивание и потенциальную опасность возгорания во время использования. Полиэтиленовые воски, полученные этим методом, обычно лишены фракций с низким молекулярным весом, чтобы получить температуру вспышки>500 ° F (>260 ° C). Многие заводы по производству полиэтиленовых смол производят поток с низкой молекулярной массой, который часто называют низкополимерным воском (LPW). LPW неочищен и содержит летучие олигомеры, коррозионный катализатор и может содержать другие посторонние вещества и воду. Очистка LPW для получения полиэтиленового воска включает удаление олигомеров и опасного катализатора. Правильная очистка LPW для производства полиэтиленового воска особенно важна при использовании в приложениях, требующих сертификации FDA или других регулирующих органов.
Воски в основном потребляются в промышленности в качестве компонентов сложных рецептур, часто для покрытий. В основном полиэтиленовые и полипропиленовые воски используются в составе красителей для пластмасс. Воски придают краскам матирующий эффект и износостойкость. Полиэтиленовые воски вводятся в чернила в виде дисперсий для уменьшения трения. Они используются как разделительные агенты, находят применение в качестве скользящих веществ в мебели и придают устойчивость к коррозии.
Используются воски, такие как парафин или пчелиный воск, и твердые жиры, такие как жир сделать свечи, используемые для освещения и украшения.
Воски используются в качестве отделочных материалов и покрытий для изделий из дерева. Пчелиный воск часто используется в качестве смазки для направляющих ящиков, где происходит контакт дерева с деревом.
Сургуч использовался для закрытия важных документов в Средневековье. Восковые таблетки использовались в качестве поверхностей для письма. В средние века были разные типы воска, а именно четыре вида воска (рагузский, черногорский, византийский и болгарский ), "обычные" воски из Испании, Польши и Риги, воски нерафинированные и цветные воски (красный, белый и зеленый). Воски используются для изготовления вощеной бумаги, пропитки и мелованной бумаги и картона, чтобы сделать ее водонепроницаемой или сделать ее устойчивой к окрашиванию или изменить ее поверхностные свойства. Воски также используются в кремах для обуви, полиролях для дерева и автомобильных полиролях в качестве смазок для форм при изготовлении форм в качестве покрытия. для многих сыров, а также для водонепроницаемой кожи и ткани. Воск использовался с древних времен как временная съемная модель для литья по выплавляемым моделям из золота, серебра и других материалов.
Воск с добавлением цветных пигментов использовался в качестве носителя в энкаустической живописи и сегодня используется при производстве цветных мелков, китайских маркеров и цветные карандаши. Копировальная бумага, используемая для изготовления дубликатов машинописных документов, была покрыта углеродной сажей, взвешенной в воске, обычно горным воском, но в основном это была заменено копировальными аппаратами и компьютерными принтерами. В другом контексте помада и тушь представляют собой смеси различных жиров и восков, окрашенные пигментами, и оба пчелиный воск и ланолин используются в прочая косметика. Лыжный воск используется в лыжном спорте и сноуборде. Кроме того, в серфинге и скейтбординге часто используется воск для повышения производительности.
Некоторые воски считаются безопасными для пищевых продуктов и используются для покрытия деревянных разделочных досок и других предметов, контактирующих с пищевыми продуктами. Пчелиный воск или цветной синтетический воск используется для украшения пасхальных яиц в Румынии, Украине, Польше, Литве и Чешская Республика. Парафин используется для изготовления конфет в шоколаде.
Воск также используется в восковых пулях, которые используются в качестве вспомогательных средств моделирования.
На Викискладе есть материалы, связанные с воск. |